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菊科紫菀亚族植物兼具重要园艺与药用价值,却长期是分类疑难类群。翠菊、东风菜和陀螺紫菀等经济植物均属于该类群。两百余年来,其属间界限与亚族范围争议不断,其中,尤以紫菀属最为突出:历史上最广义的紫菀属曾逾1000种,几乎遍布全球;时至今日,全球不同地区对该类群的分类处理仍存在显著分歧,始终缺乏取样全面、系统发育关系稳健、性状解析深入的分类学研究。长期分类混乱,严重制约对该类群的研究、利用与保护。
为破解这一分类学难题,植物所泛喜马拉雅植物多样性研究团队联合国内外多家机构,经多年广泛野外采集、观察与系统研究,厘清了紫菀亚族、紫菀属及其近缘类群的系统发育关系与分类界限。研究首次覆盖紫菀亚族全部属级类群,选取119个代表物种,新开发5个叶绿体基因标记,并利用ddRADseq技术获取13万余个核基因SNP位点,据此构建了高分辨率的系统发育树。研究结果表明,传统界定的紫菀亚族并非单系类群,成员分散在多个分支中。研究重新划定了紫菀亚族的范围:包含紫菀属模式种(Aster amellus)在内、涵盖原亚族绝大多数成员的分支得到强力支持,被确立为新的紫菀亚族,共约120种,主要分布于欧亚大陆。传统界定的紫菀属被证实为多系类群:原属于紫菀亚族的莎菀属、紫菀木属等十余个独立卫星属,以及传统上不属于紫菀亚族的异裂菊属和虾须草属等属,均嵌入紫菀属内部,应并入紫菀属;而原紫菀属中山菀组的大部分高海拔类群,与紫菀属关系较远,被独立为全新的藏菀亚族,仅含藏菀属1个属。重新界定的紫菀属被划分为紫菀亚属、东风菜亚属、木菀亚属和亮菀亚属4个亚属。研究还重建了紫菀亚族冠毛形态的演化历史,结果显示,短冠毛至少独立起源14次,冠毛完全缺失至少发生5次,呈现高度趋同或平行演化。前人过于倚重冠毛性状,是导致分类混乱的重要原因。该研究建立了稳健的世界紫菀亚族和紫菀属系统发育框架,提出了完整的分类新方案,为理解、利用与保护这类植物奠定了良好的分类学基础。
相关论文近日在线发表于国际期刊Annals of Botany。植物所已毕业博士研究生张国进为第一作者,高天刚研究员为通讯作者,来自国内多家科研单位及日本、加拿大、澳大利亚和格鲁吉亚的十余位学者共同参与研究。研究工作得到国家自然科学基金委、科技部、国家植物标本资源库、中国科学院生物分类学科学家岗位基金和先导专项的资助。
论文链接:
https://doi.org/10.1093/aob/mcag225

新界定紫菀亚族、粉菀群与藏菀亚族的鉴别特征及代表物种
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